MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

MODULUL 4 - 1

FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE

TRANSPORT

4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT..................................................59 4.1.1. Noţiuni generale privind factorul uman....................................................................60 4.1.2. Sistemul traficului rutier...........................................................................................61 4.1.3. Omul - conducător auto...........................................................................................63

4.1.3.1. Simţurile în conducerea autovehiculului........................................................63 4.1.3.2. Sistemul senzorial.........................................................................................64 4.1.3.3. Calităţile optice ale conducătorilor de autovehicule.......................................64 4.1.3.4.. Alte simţuri în conducerea autovehiculelor...................................................69 4.1.3.5. Timpul de percepţie – reacţie........................................................................69 4.1.3.6. Timpul de reacţie în manevrele rapide..........................................................70 4.1.3.7. Metoda deplasării transversale a obiectului..................................................73 4.1.3.8. Comportamentul la volan...........................................................................74.1

4.1.4. Omul – pieton.........................................................................................................77 4.1.4.1. Circulaţia pietonilor în oraş...........................................................................77

4.1.4.2. Vitezele pietonilor şi comportamentul la traversarea străzii...........................80 4.1.4.3. Factori de proiectare a transportului public cu autovehicule..........................81

TEST 5.............................................................................................................................84 4.1.5. Modele de urmărire ale autovehiculelor.........................................................85

4.1.5.1. Caracteristicile intervalelor spaţiale dintre vehicule...............................85 4.1.5.2. Teoria urmăririi vehiculelor....................................................................87

4.1.5.2.1. Noţiuni de bază şi notaţii...............................................................87 4.1.5.2.2. Modelul Pipes...............................................................................88 4.1.5.2.3. Modelul Forbes.............................................................................90 4.1.5.2.4. Modelul General Motors................................................................91

4.1.5.3. Aplicaţii ale teoriei urmăririi vehiculelor..................................................95 4.1.5.4. Stabilitatea traficului..............................................................................98

4.1.5.5. Înregistrarea vehiculelor cu ajutorul detectorilor...................................100 4.1.5.5.1. Măsurători cu un singur detector de tip prezenţă........................100 4.1.5.5.2. Măsurători cu doi detectori de tip prezenţă.................................103

59

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT 4.1. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

4.1.1. NOŢIUNI GENERALE PRIVIND FACTORUL UMAN

Cunoaşterea performanţelor, aptitudinilor şi caracteristicilor oamenilor constituie elemente esenţiale pentru înţelegerea modului în care, comportamentul lor, poate fi influenţat. Astfel, ingineria de trafic se loveşte de aspecte diverse privind controlul fluxurilor rutiere, control posibil doar prin modificarea comportamentului participanţilor la trafic. De exemplu, semnalele şi semnele de circulaţie pot fi inutile dacă conducătorii auto nu le văd, nu le interpretează, nu răspund şi nu se supun lor.

Operarea în siguranţă a sistemului rutier depinde, în consecinţă, în mod fundamental, de utilizatorul drumului – conducător auto, biciclist sau pieton. Inginerul de trafic are un rol important în asistarea utilizatorilor drumului, prin control şi informaţia de trafic oferită, într-o astfel de manieră încât, decizia luată să fie corectă şi rapidă.

Termenul factor uman este folosit, în general, pentru a descrie studiul interacţiunii omului cu procese şi obiecte, dar şi cu mediul natural sau mediul realizat de om. Este definit altfel, termenul ergonomie (lb. greacă, ergon – muncă, nomos – ştiinţa) sau inginerie umană. Teoria amintită oferă o rezolvare a proiectării raţionale a bunurilor şi serviciilor pe baza modelului interacţiunii omului cu mediul de lucru şi a unui set de modele de măsurare şi evaluare corespunzătoare acestuia.

Figura 4.1.1. Modelul om – maşină - spaţiu de lucru – mediu.

Modelul de bază, prezentat în figura 4.1.1 cuprinde patru componente principale: • Om • Maşină • Spaţiu de lucru • Mediu înconjurător Termenul de maşină poate fi interpretat ca obiectul sau procesul, pe care omul îl

foloseşte pentru a realiza o problemă. Astfel, o maşină poate fi un automobil sau numai componentele, o informaţie afişată pe un monitor într-un aeroport, un computer terminal. Modelul arată că omul şi maşina interacţionează în scopul îndeplinirii sarcinii propuse. De exemplu, omul poate să primească informaţia de la maşină prin intermediul monitoarelor şi să controleze modul de operare al maşinii prin funcţii de control.

În timpul conducerii autovehiculului, conducătorul auto primeşte informaţii prin observarea drumului, de la instrumentele aflate la bordul vehiculului, de la zgomotul produs de componentele autovehiculului şi de la senzaţiile produse de mişcare şi vibraţii.

60

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT Ca răspuns la acestea, conducătorul procesează şi integrează informaţia şi foloseşte posibilităţile de control pentru a modifica poziţia, viteza şi acceleraţia vehiculului. În acest exemplu, interacţiunea om – vehicul este continuă şi bidirecţională, ca în figura 4.1.2. În alte cazuri, interacţiunea este posibil să nu fie continuă şi nici bidirecţională. Este cazul călătorului cu autobuzul care, primind informaţia pe cale vizuală de la orarul afişat, va procesa informaţia şi va acţiona cumpărând un bilet, acţiune ce nu afectează orarul autobuzelor.

Figura 4.1.2. Modelul om – vehicul.

Spaţiul de lucru. În acest model se consideră că omul şi maşina vor acţiona în interiorul unui spaţiu de lucru constatându-se modul în care caracteristicile acestui spaţiu afectează eficienţa interacţiunii om – maşină. Spaţiul de lucru este definit în termeni ai dimensiunilor fizice, a poziţiei individuale de lucru în raport cu mărimea corpului uman sau componentelor sale.

Este foarte evident că proiectarea spaţiului de lucru afectează performanţele personale. De exemplu, dacă o persoană conduce mai multe ore un automobil pe un scaun neconfortabil va aprecia, ca importantă, proiectarea spaţiului de lucru în reducerea încordării muşchilor, spatelui şi umerilor.

Mediul înconjurător. Aspectul final al modelului arată că subsistemul om – maşină – spaţiu de lucru este localizat într-un mediu ce afectează performanţa individuală. În mod tradiţional, mediul de lucru a fost înţeles şi măsurat prin caracteristicile fizice: iluminare, sunet, vibraţie sau climat ca şi prin caracteristici biologice, chimice şi poluanţi radiologici. Mai recent, la factorii de mediu s-au adăugat termenii de mediu psihologic şi mediu psiho-social.

Specialiştii au constatat cum consecinţele psihologice ale sarcinilor de muncă, afectează semnificativ performanţa îndeplinirii acestora. Ca un exemplu, structura organizatorică a unei companii sau instituţii va afecta motivaţia, performanţa şi satisfacţia muncii lucrătorilor şi contactele formale sau informale pe care le au cu colegii lor. Consecinţele psihologice, ca stresul şi încordarea de la muncă, se pot transmite în viaţa de familie sau socială, dar şi asupra comportamentului la volan sau ca pieton.

4.1.2. SISTEMUL TRAFICULUI RUTIER

Aşa cum s-a prezentat, sistemul traficului rutier poate fi analizat doar luând în considerare cele patru sub-sisteme: omul, vehiculul (maşina), drumul(spaţiul de lucru) şi mediul înconjurător. Acest sistem, inerent instabil, poate fi menţinut în echilibru numai prin intervenţia omului (de obicei conducător al autovehiculelor, dar şi pieton şi biciclist).

Procesul conducerii autovehiculului se desfăşoară după modelul sistemului de reglare cu contur închis sau cu reacţie inversă, prezentat în figura 4.1.3, în care semnalul de ieşire, c(t) este comparat cu semnalul de intrare, b(t), iar abaterile de la performanţele dorite, e(t) sunt corectate.

Funcţia de transfer, (T) a unui astfel de sistem reprezintă descrierea matematică a raportului dintre mărimea de ieşire a unei componente şi mărimea de intrare a acesteia.

61

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

Figura 4.1.3. Schema bloc a sistemului de reglare corespunzător conducerii vehiculului.

Caracteristicile sistemului de reglare cu reacţie inversă din figura 4.1.3 pot fi exprimate cu ecuaţiile următoare:

( ) ( ) ( ) ( )SCSHSRSE ⋅−= (4.1.1)

( ) ( ) ( )SGSESC ⋅= (4.1.2) unde:

C(S) – transformata Laplace a mărimii de ieşire de referinţă; E(S) – transformata Laplace pentru eroare; G(S) – funcţia de transfer pentru calea directă; H(S) – funcţia de transfer pentru reacţie; R(S) – transformata Laplace a mărimii de intrare de referinţă. Astfel, funcţia de transfer devine:

( ) ( )( )

( )( ) ( )SHSG1

SGSR

SGSET⋅+

=⋅

= (4.1.3)

Transformata Laplace a unei funcţii f(t), notată cu F(S), se calculează cu relaţia:

( ) ( )[ ] ( )∫∞ − ⋅⋅==

0

st dttfetfLSF (4.1.4)

Aplicaţiile transformatelor Laplace se referă mai ales la rezolvarea ecuaţiilor diferenţiale cu variabila t.

Intrarea în sistem o reprezintă observarea drumului pe care se desfăşoară circulaţia în ansamblu. Vitezometru reprezintă elementul de reacţie care furnizează informaţii cu privire la ieşirea sistemului. Comenzile sunt reprezentate de volan (sistem de direcţie), pedala de acceleraţie şi sistemul de frânare.

Conducătorul autovehiculului alege viteza de deplasare adecvată condiţiilor de circulaţie (drum şi mediu), observă apoi viteza efectivă pe scala vitezometrului, compară mintal relaţia dintre cele două viteze (cea dorită şi cea efectivă) şi decide: să accelereze, dacă viteza dorită este inferioară celei efective sau să frâneze în caz contrar.

Organele de reglare sunt: volanul, pedala de acceleraţie şi pedala de frână. Efortul de ieşire al acestor organe de reglare acţionează asupra autovehiculului, determinând deplasarea lui, ceea ce constituie semnalul de ieşire al sistemului. Crearea unui sistem complex de reglare „om – vehicul” necesită o analiză profundă a factorului uman. La studierea omului ca element component al acestui sistem şi la încercarea de a-l descrie cu ajutorul unor funcţii de transfer, s-a dovedit că operatorul funcţionează în mod analog cu un sistem de urmărire. Particularităţile caracteristice ale funcţiei de transfer, T exprimată cu ecuaţia 4.1.4, sunt determinate de funcţiile senzoriale (semnale percepute pe cale vizuală) şi reacţiile fizice (de regulă acţiuni ale organelor de reglare).

4.1.3. OMUL - CONDUCĂTOR AUTO

62

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT 4.1.3.1. Simţurile în conducerea autovehiculului

Conducerea în siguranţă a unui autovehicul presupune, pe lângă însuşirea unui volum de cunoştinţe specifice circulaţiei rutiere, formarea deprinderilor de executare corectă a manevrelor şi de rezolvare a situaţiilor de trafic.

Activitatea fizică şi mentală a conducătorului auto, determinată de interacţiunea sa cu elementele sistemului circulaţiei rutiere, cuprinde următoarele cinci etape:

1. Sesizarea - capacitatea de a privi, vedea, observa şi culege informaţii. 2. Identificarea - legată imediat de sesizare - reprezintă capacitatea de a înţelege

semnificaţia evenimentelor de trafic sesizate şi legătura acestora cu propria persoană, ca participant la situaţia de trafic.

3. Prevederea presupune desfăşurarea de raţionamente de tipul “dacă…atunci”, care anticipează mental evoluţia evenimentelor şi constituie baza pentru elaborarea variantelor comportamentale corespunzătoare situaţiei date.

4. Decizia este procesul psihic care determină alegerea unei variante comportamentale, ca soluţie adecvată situaţiei concrete de trafic.

5. Execuţia – acţiunea propriu-zisă asupra comenzilor. Toate aceste componente psihice ale activităţii de conducere se întrepătrund şi se

determină reciproc. Dacă una din componente nu este bine realizată, celelalte vor evolua în aceeaşi direcţie, iar probabilitatea apariţiei unei situaţii periculoase sau a accidentului rutier creşte. Cele cinci componente ale activităţii fizice şi mentale ale conducătorului auto au proprietatea de a organiza activitatea psihică a acestuia, astfel încât propriile sale procese psihice devin obiect de cunoaştere şi analiză.

Pentru a sesiza elementele importante care ar putea determina o schimbare în comportamentul conducătorului auto, este necesar ca acesta să înveţe ce fel de informaţii sunt necesare în trafic şi unde le găseşte. Aceste cunoştinţe nu vor fi însă de folos dacă organele sale de simţ şi atenţia nu pot culege datele cu precizie şi în timp util.

În scopul stabilirii acestor elemente predominante, se impune ca conducătorul auto să dispună de un volum de cunoştinţe care să-i permită identificarea rapidă a obiectelor şi a fenomenelor, precum şi înţelegerea raporturilor lor cauzale. Existenţa unui volum mare şi diversificat de cunoştinţe face posibilă anticiparea şi prevederea desfăşurării evenimentelor.

Decizia rapidă şi corectă presupune existenţa unui registru de soluţii corespunzătoare diferitelor tipuri de situaţii caracteristice circulaţiei rutiere, la care conducătorul auto apelează sub presiunea timpului. Decizia este eficientă în măsura în care conducătorul reuşeşte să selecteze dintr-o mulţime de soluţii pe cea adecvată situaţiei în care se află. Această condiţie se realizează tot ca efect al procesului de învăţare.

Obţinerea unei imagini clare, complete şi exacte asupra situaţiei traficului este posibilă numai datorită simţurilor.

Simţurile pot fi utilizate în două moduri: • în mod activ, atunci când conducătorul auto caută, urmăreşte, detectează informaţii, • în mod pasiv, dacă aşteaptă să se întâmple, să vadă sau să audă ceva. De exemplu, simţul vizual este indispensabil în activitatea de conducere, iar mirosul

numai atunci când în funcţionarea motorului, instalaţiei de frânare etc., se emană un miros de încins, de ars.

Simţurile pot fi mai mult sau mai puţin solicitate în funcţie de informaţiile receptate; eficienţa lor este invers proporţională cu gradul de solicitare. Aceasta se întâmplă, în general, când două sau mai multe simţuri primesc, în acelaşi timp, informaţii de diverse

63

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT categorii. De exemplu, când un conducător auto observă venind din sens opus un autovehicul care deviază de pe banda care se deplasează şi, concomitent, simte că se dezumflă un pneu, nu poate reacţiona la fel de prompt la ambele situaţii.

Fiecare simţ are o anumită capacitate de cuprindere, deci este limitat, dar dacă acţionează corect, conducătorul auto poate observa şi identifica orice situaţie din trafic

4.1.3.2. Sistemul senzorial Partea centrală a sistemului nervos, conţinând miliarde de celule interconectate, este

localizată şi protejată de craniu şi coloana vertebrală. Interconectarea trebuie să se menţină la toate nivelurile între aceste celule individuale - materia cenuşie - care sunt conectate împreună cu fibrele lungi - materia albă. Diferitele zone ale scoarţei cerebrale au sarcini specifice - vederea, memoria, coordonarea motorie, gust şi miros - şi prin conexiunile la nivelul coloanei vertebrale, cu mişcarea mâinilor, trunchiului şi picioarelor.

Unitatea structurală a sistemului nervos este neuronul, constând dintr-o celulă şi fibrele de legătură, cunoscute sub denumirea de dentrite şi axioni. Neuronii senzoriali preiau informaţia de la celulele senzoriale şi o transmit din aproape în aproape prin intermediul sinapselor către scoarţa cerebrală. La nivelul scoarţei cerebrale informaţia este procesată şi retransmisă neuronilor motorii pentru executarea promptă şi corectă a comenzii.

Un reflex defineşte unitatea primară a activităţii unui sistem, iar răspunsul la un stimul al percepţiei şi transmisiei unui semnal motor se numeşte arc reflex. Unele reflexe, cum ar fi respiraţia şi clipirea sunt native, necondiţionate, dar altele sunt învăţate continuu, condiţionate.

Ca în toate sistemele de comunicaţie, timpul de răspuns la stimuli este un element important. Transmisia semnalelor senzoriale (biocurenţi de mică valoare) către - şi de la - organele senzoriale, activează, de asemenea, celulele la nivelul proiecţiei corticale, unde este cerută coordonarea şi evaluarea înainte ca răspunsul să fie indus în muşchi şi alte organe.

Tabelul 4.1.1. Timpul de răspuns pentru diferiţi stimuli. Stimul Timp de răspuns, s Sunet Atingere Lumină

0,14 0,14 0,18

Timpul de răspuns, la apariţia unui stimul, depinde de categoria stimulului şi condiţiile de apariţie, necesitând perioade de recunoaştere diferite, tabelul 4.1.1. Răspunsurile condiţionate la situaţiile bine învăţate se reflectă în timpi de reacţie minimi întrucât, nu sunt cerute procese cognitive superioare; situaţiile noi şi complexe sporesc timpul de analiză pe plan cognitiv, conducând la timpi de răspuns de durată mai mare.

4.1.3.3.Calităţile optice ale conducătorilor de autovehicule Un conducător percepe vizual acţiunile celorlalţi participanţi la trafic, localizează

obiecte, aparatura de control a traficului şi mediul înconjurător. Văzul este cel mai important simţ folosit în timpul conducerii automobilului; este simţul

primar prin intermediul căruia, conducătorul auto, dobândeşte informaţiile şi imaginile, necesare identificării traficului. Peste 90% din stimuli exteriori privind circulaţia rutieră sunt recepţionaţi, de către conducătorul auto, pe cale vizuală, ceea ce arată importanţa posedării de către acesta a tuturor componentelor funcţiei vizuale.

Ochii sunt organele văzului (fig. 4.1.4), constituind partea exterioară a sistemului vizual, ce cuprinde doi nervi optici care formează calea de transmitere a informaţiei către proiecţia

64

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT în zona occipitală a cortexului. În fiecare secundă, aleargă spre creier 30 – 40 imagini noi, prin intermediul nervului optic.

Experienţa acumulată anterior şi cunoştinţele teoretice pe care le posedă conducătorul auto, folosesc la interpretarea corectă a imaginilor observate. Dacă structura imaginilor este cunoscută, interpretarea stimulului este imediată, dacă imaginile nu sunt familiare, pot apărea dificultăţi privind înţelegerea acelei structuri.

Figura 4.1.4. Globul ocular.

Capacitatea vizuală se caracterizează prin însuşirea ochiului de a percepe diferenţele de strălucire, culorile şi detaliile de formă, prin agerimea şi mărimea câmpului vizual, precum şi prin capacitatea de acomodare şi adaptare a ochiului.

Posibilitatea ochiului de a distinge cele mai mici detalii ale obiectelor este denumită acuitate vizuală. În condiţii normale este nevoie de iluminarea obiectelor, iluminarea cu atât mai intensă, cu cât dimensiunile acestora sunt mai mici, contrastul este mai scăzut, iar viteza de succesiune mai mare.

Ochiul care poate percepe un obiect ce subîntinde un arc de un minut (1’) şi se află în conul acut de vedere (100) este considerat că are vedere normală, figura 4.1.5. Ţinând seama de această realitate, indicatoarele rutiere trebuie realizate astfel încât, inscripţiile să se afle în interiorul acestui con al agerimii vizuale (fig. 4.1.6.).

O persoană este solicitată să citească litere de înălţimi diferite de la distanţe specificate. Rezultatul testului este dat în raport cu o persoană cu vederea normală.

Persoana cu vedere normală este cea care, în condiţii normale de mediu, poate identifica litere de 8,5 mm înălţime, aflate pe un panou situat la o distanţă de 6 m, în condiţiile unei luminozităţi medii. În acest caz, acuitatea vizuală este dată ca raportul 6/6.

Imaginea acestor obiecte se fixează pe retină fără ca ochiul să se acomodeze; obiectele situate la o distanţă mai mică de 6 metri faţă de subiect implică un efort de acomodare a ochiului; fenomenul constă în variaţia distanţei focale a cristalinului, prin modificarea curburii “lentilei biconvexe cu geometrie variabilă” a ochiului.

Pentru a vedea aceleaşi litere, o persoană cu acuitate vizuală scăzută trebuie să fie mai aproape sau, literele să fie la aceeaşi distanţă, dar de dimensiuni mai mari. O persoană cu acuitate sporită 6/12, vede acelaşi obiect ca cel văzut de persoana cu vedere normală, de la o distanţă de două ori mai mare.

Principalele vicii de refracţie ale cristalinului sunt următoarele:

65

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

• Miopia, când unghiul de refracţie este mai mare şi proiecţia imaginii se formează în faţa retinei; miopia influenţează negativ capacitatea de conducere auto prin faptul că obiectele aflate la distanţe mari (peste 6 m) nu pot fi văzute clar de şofer. Corectarea se poate face cu ajutorul ochelarilor cu lentile concave.

• Prezbitismul, când unghiul de refracţie este mai mic şi proiecţia imaginii se formează în spatele retinei. Prezbitismul constă în scăderea fiziologică a capacităţii de acomodare la limita incompatibilă a vederii normale pentru aproape, prin pierderea treptată a elasticităţii cristalinului şi a capacităţii acestuia de a-şi modifica curbura în raport cu distanţele. Punctul cel mai apropiat pentru vederea distinctă se îndepărtează de ochi. Pericolul distingerii deficitare a obiectelor aflate în apropiere se manifestă la întâlnirea vehiculelor sau la evenimentele care survin în preajma conducătorului auto; corectarea acestui defect se realizează cu ajutorul ochelarilor cu lentile convexe. Prezbitismul îşi face apariţia frecvent prin îmbătrânire, când cristalinul îşi pierde supleţea de variere a formei lenticulare.

• Astigmatismul, este un viciu de refracţie mai rar întâlnit, caracterizat de deformarea neregulată a cristalinului, care conduce la perceperea deformată a obiectelor de către conducătorul auto; corectarea necesită ochelari cu lentile cilindrice.

Acuitatea vizuală este afectată de factori cum ar fi: contrastul, strălucirea obiectelor, nivelul de iluminare şi mişcarea relativă între observator şi obiect.

Acuitatea vizuală este statică în absenţa mişcării şi dinamică, când există mişcare relativă.

Acuitatea vizuală statică se poate măsura cu ajutorul diferitelor dispozitive de testare. Acuitatea vizuală dinamică este importantă în obţinerea unei imagini clare în timpul deplasării autovehiculului. Prin intermediul ei, conducătorii auto observă şi identifică cu claritate semnalele, semnele şi indicatoarele rutiere. Din statistici rezultă că, conducătorii auto care nu văd clar obiectele în mişcare, obţin rezultate nesatisfăcătoare în activitatea de conducere, prezentând risc ridicat în ceea ce priveşte siguranţa circulaţiei.

Figura 4.1.5. Câmpul vizual şi vederea binoculară.

66

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

Adaptarea, este una dintre cele mai importante proprietăţi ale ochiului dependentă de intensitatea luminoasă sau de iluminarea obiectelor din câmpul vizual; ea se realizează prin variaţia deschiderii irisului şi a sensibilităţii retinei.

Vederea diurnă, în care condiţiile de iluminare depăşesc minimum 30 lucşi, este caracterizată de funcţionarea unor celule nervoase ale retinei, denumite conuri, care au o sensibilitate mică la lumină, dar diferenţiază culorile.

Vederea nocturnă, când iluminatul este puţin intens, este caracterizată de funcţionarea unor celule nervoase ale retinei, denumite celule cu bastonaşe, care sunt foarte sensibile la diferenţele mici de iluminare, dar care nu disting culorile, prezentând imagini cenuşii.

Conducerea pe timp de noapte necesită iluminarea artificială a semnelor. În aceste condiţii acuitatea scade, cu creşterea unghiului câmpului vizual, ilustrat în figura 4.1.5.

Sensibilitatea retinei, în procesul de adaptare la lumină, se modifică progresiv şi lent. Adaptarea completă a ochiului la diferenţe mari de iluminare (adaptarea la întuneric) are loc în aproximativ 20 minute; în primele 5 minute adaptarea se realizează în proporţie de 60%. Apare deci, necesitatea unei perioade de adaptare destul de lungi, în situaţii în care se produc variaţii puternice de iluminare. În această categorie se înscrie fenomenul de orbire ce se manifestă prin alterarea supărătoare a sensibilităţii retinei, la apariţia bruscă a unui fascicul luminos puternic în faţa ochiului adaptat la întuneric. Situaţia este frecvent întâlnită în circulaţia rutieră pe timp de noapte, la întâlnirea a două autovehicule iluminate cu faza lungă.

Impresionarea puternică a retinei produce descompunerea pigmentului (rodopsină) acumulat în timpul adaptării ochiului, producându-se orbirea, fapt ce determină dispariţia temporară a capacităţii vizuale. Timpul critic de refacere parţială, dar strict necesară a capacităţii vizuale, este de circa 5 secunde. Mărimea acestui interval este factorul determinant ce trebuie să stea la baza stabilirii distanţei de la care, conducătorii auto ai celor două autovehicule care se întâlnesc pe timp de noapte, trebuie să se schimbe faza de drum cu faza de întâlnire. Capacitatea de adaptare la întuneric scade cu înaintarea în vârstă, durata de adaptare completă a ochiului putându-se dubla.

Sensibilitatea cromatică a ochiului este realizată de sisteme neuro – fizico – chimice, care implică, în afară de celulele respective de pe retină, nervul optic şi scoarţa cerebrală. Afectarea acestor sisteme induce o afecţiune denumită daltonism, de care suferă aproximativ 10% dintre bărbaţii, conducători auto, şi care afectează capacitatea de conducere a acestora prin dificultăţi în perceperea culorilor roşu şi verde, deci, în anumite situaţii şi a culorilor semafoarelor electrice.

Perceperea adâncimii reprezintă capacitatea ochiului de a estima corect distanţa relativă a obiectelor, de a aprecia distanţa faţă de vehicule la mersul în spate, faţă de vehiculele care circul din sens contrar şi faţă de cele depăşite.

Câmpul vizual este reprezentat de unghiul sferic ce poate fi cuprins de ochiul imobil şi care se mai numeşte conul de vedere al ochiului. În plan, unghiul normal de vedere este cuprins între 1200 – 1600. În centrul câmpului de vedere se află conul agerimii ochiului sau conul acut de vedere, în jurul a 30, limita agerimii vizuale fiind un unghi de 100.Capacitatea de a percepe obiecte aflate în afara conului agerimii ochiului este denumită vederea periferică (vedere laterală), unghiul corespunzător acesteia fiind cuprins între 100 până la 1600. Valoarea maximă a acestui unghi descreşte cu creşterea vitezei de deplasare a autovehiculului (fig. 4.1.6).

Vederea centrală, obţinută în conul agerimii ochiului permite identificarea obiectelor cuprinse în câmpul vizual, pe când, vederea periferică doar le detectează. Cu alte cuvinte, vederea periferică se poate asemăna cu un dispozitiv de scanare, care permite selectarea

67

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT obiectelor peste care să se focalizeze privirea.

Figura 4.1.6. Influenţa vitezei de circulaţie asupra câmpului vizual.

Zona vederii centrale rămâne mereu aceeaşi, pe când zona vederii periferice se reduce proporţional cu creşterea vitezei de deplasare (fig. 4.1.6), conducătorul auto bazându-se, în aceste situaţii, numai pe vederea corespunzătoare conului central.

Oboseala, alcoolul şi anumite medicamente pot reduce şi ele zona vederii periferice. La deplasarea cu viteze foarte mari, practic obiectele din lateral nu mai au un contur clar, justificându-se astfel interzicerea unor viteze de deplasare mari.

Reluarea controlului vizual al drumului, după o privire în afara conului de vedere axat pe drum, necesită o perioadă de timp de 0,5 – 1,2 secunde, ceea ce influenţează siguranţa circulaţiei rutiere. Acest timp de reacţie depinde de mărimea vitezei de percepere vizuală.

O altă componentă a capacităţii vizuale este stabilitatea vederii clare, care se manifestă prin păstrarea permanentă şi clară, timp de peste 15 – 20 secunde, a imaginii unui obiect fix. Ea este de mare importanţă pentru conducerea la drum lung, când oboseala oculară afectează capacitatea de a fixa obiectele de pe calea rutieră.

De mare importanţă pentru capacitatea de conducere auto este vederea binoculară componentă a funcţiei vizuale prin care se percepe profunzimea poziţiei obiectelor (vedere de relief) şi se apreciază distanţa dintre obiect şi subiect, precum şi variaţia acestor distanţe (fig. 4.1.5).

Funcţia se realizează prin suprapunerea – la nivelul scoarţei cerebrale – a celor două câmpuri vizuale ale ochilor. Tulburările vederii binoculare conduc, în general, la afectarea

68

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT profundă a capacităţii de conducere auto.

4.1.3.4. Alte simţuri în conducerea autovehiculelor Auzul este cel de-al doilea simţ important în activitatea de conducere auto. Sunetele

pe care le aude conducătorul auto îl alertează, punându-l “în gardă”, cu privire la natura şi poziţia pe şosea a celorlalţi participanţi la trafic. Conducătorii auto care nu aud normal, pot compensa această deficienţă prin folosirea eficientă a indicatorilor vizuali.

Mirosul este un alt simţ utilizat în timpul conducerii, care permite suplimentarea informaţiilor privind desfăşurarea traficului, dar care, uneori, îl distrage pe conducătorul auto de la conducerea autovehiculului (de exemplu, mirosul de benzină sau de ars).

Simţul tactil oferă semnale privind contactul cu volanul, pedalele de frână, ambreiaj şi acceleraţie, manetele, comenzile de bord şi scaun. De simţul tactil depinde poziţia mâinilor pe volan şi forţa de strângere a acestuia, modul de acţionare al pedalierului. De asemenea, prin acest simţ, cei de la volan primesc informaţii cu privire la denivelările drumului, trepidaţiile vehiculului, mersul neuniform al motorului, patinarea ambreiajului.

Semnalele kinestezice, iau naştere în cursul efectuării comenzilor, şi alcătuiesc conexiunea inversă ce fac posibilă reglarea parametrilor de care, depinde finalizarea mişcărilor. Nici un comportament orientat spre acţionarea unui obiect extern nu este posibil fără executarea unor acte motorii fizice asupra obiectului respectiv.

Componentele motorii pot fii: involuntare (necondiţionate) şi voluntare - intenţionate sau automatizate – putând fi regăsite în activitatea de conducere a automobilului.

Cea mai frecvent întâlnită este mişcarea voluntară, care se declanşează prin voinţa conducătorului auto, ca o decizie de răspuns la diversele influenţe externe sau de a acţiona în vederea atingerii unui anumit scop.

Centrul de comandă se situează la nivelul scoarţei cerebrale. Indicatorii după care se evaluează o structură motorie sunt: timpul de reacţie sau perioada de latenţă; amplitudinea, intensitatea sau forţa; forma, precizia, coordonarea, tempoul, ritmicitatea şi melodicitatea.

4.1.3.5. Timpul de percepţie – reacţie Nimic în universul fizic nu se întâmplă instantaneu. În comparaţie cu procesele fizice

sau chimice, cea mai simplă reacţie umană - la primirea unei informaţii - este cât se poate de lentă. La mijlocul secolului al XIX –lea psihologul olandez Donders a început să facă presupuneri privind procesele implicate în alegerea şi recunoaşterea timpilor de reacţie şi, de atunci, au fost dezvoltate numeroase modele. Prin anii 1950, teoria informaţiei a dobândit un rol important în psihologia experimentală.

Un prim model este ecuaţia liniară cunoscută sub numele „Legea lui Hick-Hyman”: Hbat ⋅+= (4.1.5)

unde: t – timpul de reacţie, secunde; H – estimarea informaţiei transmise; H = log2 N, (4.1.6) N - numărul alternativelor de probabilităţi egale; a – timpul de reacţie minim pentru această modalitate; b – coeficient determinat empiric, adoptat aproximativ 0,13 secunde pentru situaţiile

cele mai cunoscute. Aceasta exprimă o corelaţie între numărul alternativelor care pot fi alese pentru a

69

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT decide un răspuns şi timpul total de reacţie, adică, ceea ce întârzie în timp detectarea unui impuls (stimul) şi timpul de iniţiere a controlului sau un alt răspuns. Dacă timpul de răspuns este, de asemenea, inclus, atunci întârzierea totală este numită „timp de răspuns”. De obicei, termenii „timp de reacţie” şi „timp de răspuns” sunt interschimbabili, dar reacţia este totdeauna parte a răspunsului.

În legea Hick-Hyman este esenţial conceptul celor două componente: o parte a timpului total depinde de alegerea variabilelor, iar cealaltă este comună tuturor reacţiilor. În alegerea componentei variabile, alta decât conţinutul informaţiei, pot fi considerate şi alte componente.

Întrucât au fost înlănţuite, componentele au fost considerate dependente sau independente unele de celelalte. În 1983, Hooper şi McGee au enunţat un model reprezentativ şi plauzibil cu componentele corespunzătoare timpului de răspuns la frânare, tabelul 4.1.2.

Tabelul 4.1.2: Modelul Hooper –McGee pentru timpul de răspuns în cazul frânării. Componenta Timp, sec Timp cumulat, sec 1. Percepţia

Latenţa 0,31 0,31 Mişcarea ochilor 0,09 0,40 Fixare 0,20 1,00 Recunoaştere 0,50 1,50

2.Iniţierea frânării (reacţia) 1,24 2,74

Fiecare dintre aceste elemente derivă din date empirice şi deci 1,5 secunde este probabil o limită superioară pentru timpul de percepţie-reacţie. Aceasta reprezintă o estimare pentru cel mai simplu timp de reacţie cuprinzând o mică parte (sau chiar fără) timpul corespunzător luării deciziei. Conducătorul reacţionează, la început, prin ridicarea piciorului de pe pedala de acceleraţie şi plasarea lui pe pedala de frână.

În 1989, Neuman a propus valori ale timpului de percepţie-reacţie, pentru diferite categorii de drumuri, în limitele 1,5 secunde pentru volumele de trafic scăzute la 3,0 secunde pentru arterele rutiere urbane principale. Există numeroase aspecte care pot produce creşterea numărului de decizii pe unitatea de timp, în cazul amenajărilor urbane aglomerate comparativ cu cazul drumurilor rurale, atunci când nu este permisă circulaţia haotică a pietonilor, bicicliştilor şi căruţelor.

4.1.3.6. Timpul de reacţie în manevrele rapide Ecuaţiile care descriu mişcarea unui autovehicul, nu iau, în general, în considerare

influenţa performanţelor conducătorilor de autovehicule în descrierea mişcării. Ecuaţia:

)f(g2vv

D22

of ϕ±

−= , (4.7)

cunoscută pentru calculul spaţiului de frânare minim până la oprirea totală a unui vehicul, nu ia în considerare caracteristicile conducătorilor auto.

Notaţiile din relaţia precedentă au semnificaţia: Df – spaţiu de frânare, m; vo – viteza iniţială în momentul frânării; v – viteza în momentul opririi; f - coeficient de rezistenţă la rulare; ϕ - coeficient de aderenţă.

70

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

În mod normal, conducătorul face o astfel de manevră, ca răspuns la un stimul, de exemplu, sesizarea unui obiect pe drum. Când apare stimulul, conducătorul trebuie să perceapă şi să înţeleagă, să ia decizia asupra răspunsului imediat şi să reacţioneze, acţionând pedala de frână. Distanţa parcursă în acest interval, sau timpul, constituie doar o componentă a spaţiului, respectiv timpului total de oprire. În multe aplicaţii această manevră se împarte în două:

• percepţia - reacţia, care include acţiunile dinainte de răspunsul vehiculului; • frânarea, care este descrisă de ecuaţiile de mişcare. Schema de funcţionare a creierului în timpul conducerii unui autovehiculul este

asemănătoare funcţionării unui calculator. Conexiunile între organele de simţ – scoarţă cerebrală şi scoarţa cerebrală - muşchi corespund căilor nervoase, senzoriale şi motorii. Spre deosebire de calculator, creierul nu poate efectua dintr-o dată decât o singură operaţie.

Experienţele de laborator au arătat că dacă unui conducător îi trebuie 1,5 secunde pentru percepţia şi reacţia la un stimul de pe drum, la o viteză de 90 km/h (25 m/s), distanţa parcursă în acest timp va fi de 37,5 m până la începerea frânării.

Figura 4.1.7. Distribuţia timpilor de reacţie.

Figura 4.1.7 prezintă rezultatele cercetărilor în domeniu, cu privire la timpul de răspuns al conducătorului, la frânare. Curba continuă din prima zonă a histogramei prezintă timpul de reacţie a unei persoane care realizează măsurătorile, şi care înregistrează datele conducătorilor. Cercetătorii au demonstrat că timpul de răspuns este mai lung atunci când, conducătorul este luat prin surprindere.

Problemele majore referitoare la dispozitivele de control al traficului sunt legate de distanţele la care pot fi:

1. detectate, ca obiecte în câmpul vizual; 2. recunoscute, ca dispozitive de control al traficului: semne, semnale, marcaje şi alte

mijloace auxiliare de semnalizare; 3. lizibile sau identificabile, astfel încât să fie înţelese şi conducătorul auto să

acţioneze corespunzător. Figura 4.1.8 prezintă modelul conceptual de procesare a informaţiei primită de la

dispozitivele de control al traficului, ca şi variabilele care îl influenţează. Literatura de specialitate este foarte bogată în date privind detectarea „ţintei” din mediul vizual complex,

71

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT care demonstrează predilecţia conducătorului auto de a anticipa apariţia unor astfel de dispozitive.

Figura 4.1.8. Modelul procesării informaţiei recepţionate de la dispozitivele de control al traficului.

Răspunsul conducătorului depinde de caracteristicile psihice şi parametrii cum ar fi: vârsta, starea de sănătate, consumul de alcool sau de droguri, oboseala, lipsa somnului şi starea emoţională. El depinde, de asemenea, de complexitatea şi numărul stimulilor, dar şi de complexitatea răspunsului cerut. Specialiştii trebuie să cerceteze posibilitatea de diminuare a numărului stimulilor cu care conducătorii de autovehicule vin în contact într-o perioadă scurtă de timp.

Figura 4.1.9. Timpul de reacţie la stimuli neaşteptaţi.

Aceasta ar putea fi interpretată ca o regulă, şi anume, ca la un moment dat să existe doar un singur stimul, regulă care, datorită complexităţii mediului înconjurător, nu este realistă.

72

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

Figura 4.1.9 prezintă două situaţii des întâlnite. Prima se referă la faptul, amintit deja, că timpul de reacţie este mai lung în cazul stimulilor neaşteptaţi, decât în cazul stimulilor cunoscuţi (de exemplu, la schimbarea semnalului semaforului, conducătorul va încetini şi/sau va opri). A doua se referă la complexitatea informaţiei date, care este în relaţie de directă proporţionalitate cu timpul de reacţie, deci cu cât informaţia este mai amplă şi complexă cu atât durata reacţiei va fi mai mare.

Acest principiu este folosit pentru a aminti că la amplasarea semnelor şi marcajelor rutiere nu se recomandă aglomerarea (concentrarea) acestora, ceea ce ar însemna prea multe informaţii în acelaşi timp. Fenomenul este cunoscut sub denumirea de "poluare informaţională" şi conduce la apariţia reacţiilor false din partea conducătorilor auto.

4.1.3.7. Metoda deplasării transversale a obiectului Înţelegerea caracteristicilor conducătorilor auto descrise în acest capitol, poate folosi la

controlul vitezelor vehiculului în zone cu obstacole plasate pe marginea drumului pe care, la decizia specialiştilor se vor plasa semne de circulaţie.

Când se apropie de un obiect localizat lângă drum, aşa cum se poate vedea în figura 4.1.10, conducătorii auto au tendinţa de a se deplasa departe de obiect, ca şi când, acesta ar fi chiar în drum.

Cercetătorii au făcut măsurători asupra acestei tendinţe, plasând diferite obiecte, la distanţe laterale diferite, pe şosele cu două sau mai multe benzi de circulaţie, cu lăţimi diferite ale carosabilului. Rezultatele obţinute au fost comparate cu cazul când nu se afla nici un obiect prezent.

Figura 4.1.10. Metoda deplasării transversale a obiectului.

Măsurătorile efectuate au constat în determinarea vitezei şi distanţei longitudinale la care se constată devierea laterală a vehiculului, precum şi la determinarea mărimii deplasării laterale. Rezultatele majore ale experimentelor includ următoarele constatări: drumul îngust şi obiectele apropiate de marginea drumului determină creşterea deplasării laterale.

Când obiectul a fost plasat pe marginea drumului, deplasarea laterală a fost de 1 m, în cazul când erau două benzi de circulaţie de 2,5 m lăţime, şi de 0,55 m pentru lăţimi de 3,65 m lăţime. În cele mai multe cazuri reducerea vitezei este aparentă.

Cercetările efectuate în Statele Unite ale Americii, au comparat două modele

73

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT matematice ale acestui fenomen şi au concluzionat că "modelul deplasării laterale a obiectului", bazat pe viteza schimbării unghiului de vedere (derivata unghiului de vedere în raport cu timpul), a dat cele mai bune rezultate. θ&

Modelul ia în considerare relaţia dintre distanţa longitudinală x, deplasarea laterală a obiectului a şi unghiul de vedere θ, astfel:

θ⋅= ctglx , (4.1.8)

θ⋅

θ−= 2sin

1dtdl

dtdx . (4.1.9)

Cum:

vdtdx

= ,

este viteza autovehiculului, pentru valori mici ale unghiului θ, tangenta se aproximează cu valoarea unghiului, vom avea:

2222

22

lxlv

lxl

lvsin

lv

dtd

+⋅

−=+

⋅−=θ−=θ . (4.1.10)

Această relaţie dă dependenţa funcţie de viteza de schimbare a unghiului de vedere , distanţa în lungul drumului x, distanţa în plan transversal l, precum şi de viteza v a autovehiculului; conducătorul poate estima deplasarea laterală a obiectului analizând dacă este un obstacol în cale autovehiculului sau un obiect lateral.

θ&

Dacă obiectul este în calea autovehiculului (l=0), conducătorul nu sesizează viteza de schimbare a unghiului de vedere.

După modelul factorului uman, fiecare conducător auto are un comportament subiectiv în privinţa vitezei de schimbare a unghiului de vedere, ştiut fiind că orice conducător aflat în pericolul coliziunii, deplasează autovehiculul departe pe direcţie laterală.

S-a constatat că deplasarea laterală a obiectului depinde şi de alţi factori, cum ar fi forma şi strălucirea obiectului. Acest model poate fi extins şi în cazul în care obiectele se mişcă, cazul autovehiculelor care se deplasează în acelaşi sens sau din sens contrar. În această situaţie, se ia în considerarea viteza relativă dintre vehiculele aflate în mişcare.

4.3.8. Comportamentul la volan Dată fiind cererea crescândă a solicitărilor în conducerea vehiculelor, este important ca

inginerii de drumuri şi de trafic să înţeleagă nevoia conducătorului auto de a dispune de informaţii corespunzătoare şi de mijloacele de transmitere a acestora. Cercetările efectuate au permis identificarea categoriilor de informaţii necesare conducătorului ca şi factorii principali şi interacţiunile care afectează recepţia şi utilizarea acestora.

La observarea drumului, atenţia poate fi captată de mai multe informaţii legate mai mult sau mai puţin de conducerea automobilului. Descrierea modului de procesare a fluxului de informaţii obţinute de conducătorul auto pe cale vizuală este prezentată în figura 4.1.11.

Pentru a lua decizii raţionale un conducător auto trebuie să primească informaţii sigure şi clare pentru a reduce incertitudinea. Un conducător auto adună informaţia de la surse diferite utilizând-o ca fundament pentru luarea deciziei şi pentru a traduce deciziile în acţiuni de control al vehiculului.

74

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

Figura 4.1.11. Procesarea fluxului de informaţii.

Aşa cum indică tabelul 4.1.3, activităţile complexe implicate în conducerea automobilului pot fi grupate în trei niveluri de performanţă:

• Nivelul de control; • Nivelul de ghidare; • Nivelul de navigare. Tabelul 4.1.3:Acţiuni în conducerea autovehiculului, surse de informare şi importanţa

informaţiei.

Categoria Acţiuni Surse de informare Importanţa informaţiei

Consecinţe defecţiuni

Control (microperformanţă)

Operarea vehiculelor, controlul direcţiei, controlul vitezei.

Marginea drumului, marcarea separării benzilor, semne de avertizare, mişcarea.

Maximă Situaţii de urgenţă sau accident.

Ghidare (performanţă de situaţie)

Selectarea şi menţinerea unei viteze sigure şi a căii de rulare.

Geometria drumului, obstacole, condiţii de trafic, condiţii meteo.

Medie Situaţii de urgenţă sau accident.

Navigare (macroperformanţă)

Urmărirea traseului, găsirea direcţiei, planificarea călătoriei.

Experienţă, semne direcţionale, hărţi, servicii de turism.

Minimă Întârzieri, confuzie, ineficienţă.

Nivelul de performanţă de control, este legat de operarea vehiculului şi cuprinde toate activităţile care implică schimbul permanent de informaţii ce controlează intrările din sub-sistemul om – vehicul. El include controlul lateral al vehiculului care este menţinut prin

75

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT comanda direcţiei şi controlul longitudinal care se exercită prin accelerări şi frânări. Pentru a menţine controlul vehiculului, conducătorul auto primeşte informaţii despre poziţia şi orientarea, în raport cu drumul, ca de altfel, şi reacţia inversă (feedback) la răspunsul vehiculului la frânare, accelerare şi schimbarea direcţiei. Anumite informaţii sunt primite în primul rând prin simţurile vizual, kinestezic şi aparatul vestibular.

Multe dintre activităţile desfăşurate de conducătorul auto sunt executate „automat” cu un efort cognitiv minim. Pe scurt, funcţia de control se bazează pe deprinderile (skill based), dobândite în procesul de învăţare.

O dată învăţate primele elemente de control al vehiculului, următorul nivel al performanţei umane bazat pe reguli (rules-based), este nivelul de ghidare. Principalele activităţi ale conducătorului implică menţinerea unei viteze de siguranţă şi a direcţiei de deplasare potrivite cu elementele drumului şi condiţiile de trafic.

Mărimile de intrare ale nivelului de ghidare în sistem sunt, viteza de deplasare şi răspunsul căii de rulare la geometria drumului, obstacole, trafic şi mediul înconjurător. Informaţia prezentată sistemului om-vehicul provine de la dispozitivele de control al traficului, descriere, condiţiile de trafic şi alte caracteristici de mediu, continua schimbare a vehiculelor ce se deplasează de-a lungul drumului.

Al treilea nivel în care conducătorul acţionează ca un manager de la distanţă, este navigaţia. Planificarea traseului şi ghidarea pe durata deplasării, de exemplu, corelând direcţiile de la o hartă cu semnal ghid pe un coridor, caracterizează nivelul de performanţă al navigaţiei, numit nivel de cunoştinţe prin comportament (knowledge-based behavior). Acest nivel devine din ce în ce mai important pentru analiştii ingineriei traficului în scopul „maturizării” sistemelor inteligente de transport – ITS.

Specialiştii au stabilit cinci principii de bază pentru prezentarea sistematică a informaţiei necesare conducătorului auto.

1. Predominanţa. Conceptul predominanţei se bazează pe conştientizarea faptului că, în orice moment, o anumită informaţie este mai importantă decât alte informaţii. Lipsa unor anumitor categorii de informaţii poate conduce la situaţii de urgenţă sau accident; lipsa altor categorii de informaţii poate cauza doar confuzie de moment sau întârzieri. Evitarea unui automobil ce apare de pe o arteră laterală este mai importantă decât decizia de a depăşi un vehicul ce se deplasează prea încet.

2. Limite de procesare. Când complexitatea situaţiilor din trafic creşte, timpul de răspuns va creşte. Evident, dacă un conducător se confruntă cu mai multe situaţii complexe într-un timp scurt, poate ajunge în situaţia în care este incapabil să primească şi să proceseze o cantitate de informaţie cerută de un răspuns corect. Informaţia necesară conducătorului trebuie să fie prezentată sistematic, şi să permită o serie importantă de opţiuni simple, caz mult mai favorabil decât cel al unui număr mic de opţiuni complexe.

3. Cunoştinţe apriori. Se recomandă ca înainte de a se integra în fluxurile de trafic, conducătorii auto să primească cât mai multe informaţii. Pentru aceasta, informaţiile privind distanţele şi direcţiile spre punctul de destinaţie, timpii medii de călătorie, categorii de drum şi alte informaţii care uşurează planificarea călătorie pot fi comunicate, înainte de efectuarea deplasării.

4. Distributivitatea. Pe durata călătoriilor, conducătorii pot fi confruntaţi cu solicitarea variată a atenţiei, în anumite zone fiind disponibile prea multe informaţii, iar în altele prea puţine. Inginerii de trafic trebuie să găsească posibilitatea de a distribui încărcarea cu informaţii pe traseu, astfel încât să fie evitată plictiseala de pe anumite porţiuni de traseu sau suprasolicitarea conducătorilor auto în alte zone.

5. Expectativa. Promptitudinea conducătorului auto de a răspunde condiţiilor de drum,

76

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

situaţiilor din trafic şi sistemelor de informare este legată de expectativă. Pe baza experienţei anterioare, conducătorii autovehiculelor se pot aştepta la anumite caracteristici de proiectare şi operare a drumurilor. De exemplu, ei se aşteaptă ca ieşirea de pe o autostradă să fie pe partea dreaptă a drumului, dar reducerea numărului de benzi sau alte schimbări ale secţiunii transversale a drumului, îi pot lua prin surprindere. În locurile unde conducătorii auto sunt surprinşi, este necesar un timp de răspuns mai mare sau, există situaţii când pot avea un răspuns nepotrivit sau întâmplător. Expectativa este importantă la toate nivelurile, dar mai ales în cazul nivelului de ghidare.

4.1.4. OMUL - PIETON

4.1.4.1. Circulaţia pietonilor în oraş Proiectarea oraşelor moderne trebuie să ia în considerare printre alte probleme legate

de transport şi mişcarea pietonilor. Proiectarea spaţiului adecvat pentru circulaţia pietonilor va respecta normele privind cerinţele de spaţiu ale persoanelor care nu pot ocupa un spaţiu asemeni mărfurilor depozitate sau vehiculelor parcate.

Fiinţele umane folosesc spaţiul pentru activităţi diverse şi reacţionează în acest spaţiu într-o manieră care reflectă percepţia corespunzătoare confortului personal. Hall a definit patru categorii de distanţe:

• distanţa publică corespunde unui cerc cu diametrul de 4 m în jurul unei persoane, în care nu se găseşte altă persoană; pentru comunicare, se apelează la gesturi şi ton ridicat mai mult decât la senzaţii;

• distanţa socială corespunde unui spaţiu cuprins între 4 m până la 1,3 m în jurul unei persoane, în care se poate comunica prin gesturi şi nivelul normal al vocii, iar în cazul limitei minime şi prin contactul fizic;

• distanţa personală, este definită în limitele 1,3 m la 0,75 m în jurul unei persoane şi corespunde aşa numitului „cerc al încrederii”. În acest spaţiu intervin pe lângă văz şi mirosul şi pipăitul. Pentru limita inferioară a distanţei, contactul fizic cu persoanele din jur este evitat cu dificultate.

• distanţa intimă, corespunde unui cerc cu raza inferioară valorii de 0,4 m, care este atribuit doar interesului personal, contactul involuntar cu alte persoane fiind imposibil de evitat.

La depăşirea distanţei personale, orice persoană trebuie să fie atentă la codul comportamental pentru a preveni intimitatea inacceptabilă. Studiile arată că există, în acceptarea acestor distanţe, diferenţe culturale dependente de zona geografică şi etnie.

Pe baza acestor studii au fost stabilite standardele nivelurilor de serviciu cu privire la rezerva de spaţiu în cazul pietonilor, tabelul 4.1.4 şi tabelul 4.1.5.

Tabelul 4.1.4: Standardele de proiectare pentru spaţiul destinat pietonilor.

(*)Pietoni/metru lăţime trotuar/minut

Nivelul de serviciu A B C D E F

Trotuare Spaţiul mediu/persoană (m2) >3,25 3,25-2,32 2,32-1,39 1,39-0,93 0,93-0,46 <0,46 Scări rulante Spaţiul mediu/persoană (m2) >1,86 1,86-1,39 1,39-0,93 0,93-0,65 0,65-0,37 <0,37 Cozi 1,20 1,20-0,93 0,93-0,65 0,65-0,28 0,28-0,18 <0,18

77

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

Tabelul 4.1.5: Corelaţia dintre diferite niveluri de serviciu şi elipsa corpului. Elipsa corpului uman Nivelul de serviciu Caracteristici

A Zona confortului personal

B Zonele de circulaţie

C Zona fără atingere

D Zona cu atingere

E Depăşirea elipsei corpului (disconfort)

78

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT 4.1.4.2. Vitezele pietonilor şi comportamentul la traversarea străzii

Cercetările au evidenţiat o variaţie importantă a vitezelor cu care se deplasează pietonii funcţie, atât de sex şi vârstă, cât mai ales de tipul deplasării, tabelul 4.1.6.

Tabelul 4.1.6: Vitezele de deplasare ale pietonilor în funcţie de vârstă şi sex [ km/h şi m/s]. Mers

încetinit Mers

liniştit Mers rapid

Fuga lentă

Fuga rapidă Vârsta

ani Sex

Km/h m/s Km/h m/s Km/h m/s Km/h m/s Km/h m/s M 1,7 0,47 2,0 0,55 2,8 0,78 3,5 0,90 4,0 1,11 5 F 1,7 0,47 2,0 0,55 2,8 0,78 3,5 0,90 4,0 1,11

M 2,8 0,78 3,5 0,90 4,6 1,28 7,8 1,94 11,0 3,05 6

F 2,8 0,78 3,5 0,90 4,6 1,28 7,8 1,94 11,0 3,05

M 3,1 0,86 4,4 1,22 5,5 1,53 8,5 2,36 12,2 3,39 7...8

F 2,9 0,80 4,2 1,16 5,3 1,47 8,0 2,22 11,8 3,28

M 3,4 0,94 4,6 1,28 6,0 1,67 8,9 2,47 12,7 3,53 8…10

F 3,0 0,83 4,3 1,19 5,5 1,53 8,4 2,33 12,5 3,47

M 3,7 1,03 4,9 1,36 6,2 1,72 9,3 2,58 13,8 3,83 10...12

F 3,3 0,91 4,8 1,33 5,8 1,61 8,9 2,47 13,4 3,72

M 3,8 1,06 5,2 1,44 6,5 1,80 10,0 2,78 14,6 4,06 12…15 F 3,6 1,00 5,0 1,39 6,1 1,69 9,5 3,64 14,1 3,92

M 3,9 1,08 5,4 1,50 6,8 1,89 10,3 2,86 16,3 4,53 15...20

F 3,7 1,03 5,2 1,44 6,3 1,75 10,0 2,78 14,9 4,14

M 4,2 1,16 5,7 1,58 6,9 1,92 11,0 3,06 16,7 4,64 20...30

F 4,1 1,14 5,3 1,47 6,6 1,83 10,6 2,94 15,3 4,25

M 3,9 1,08 5,7 1,58 6,8 1,89 10,6 2,94 15,5 4,30 30...40

F 3,8 1,06 5,2 1,44 6,5 1,80 9,8 2,72 14,1 3,92

M 3,8 1,06 5,3 1,47 6,6 1,83 9,6 2,67 14,3 3,97 40...50

F 3,6 1,00 4,9 1,36 6,7 1,86 9,9 2,75 12,7 3,53

M 3,4 0,94 4,8 1,33 6,0 1,67 8,6 2,39 12,5 3,47 50...60

F 3,3 0,91 4,5 1,25 5,6 1,55 7,9 2,19 11,2 3,11

M 3,0 0,83 3,9 1,08 5,1 1,42 7,0 1,94 10,3 2,86 60…70 F 2,9 0,80 3,9 1,08 4,9 1,36 6,8 1,89 9,5 2,64

M 2,5 0,69 3,2 0,89 4,2 1,16 5,6 1,55 8,7 2,42 >70

F 2,4 0,66 3,2 0,89 4,1 1,14 5,5 1,53 7,3 2,03

Inginerii de trafic adoptă pentru viteza de traversare a pietonilor (de exemplu, pentru determinarea punctelor de conflict în cazul proiectării semnalelor unui program de semaforizare) valoarea de 1,25 m/s, valoare supraestimată, dacă în zonă ponderea vârstnicilor este importantă. În acest caz, o valoare de 0,9 - 1,0 m/s este considerată potrivită, pentru o siguranţă de circulaţie sporită.

79

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

Se constată că viteza de deplasare a vârstnicilor nu este cu mult inferioară adulţilor, însă ei sunt incapabili să atingă viteze mai mari (fuga), în caz de nevoie. Vitezele de traversare ale copiilor sunt net superioare. Studiile efectuate asupra pietonilor de vârste diferite au evidenţiat rezultatele prezentate în figura 4.16.

Figura 4.1.16. Vitezele de traversare a străzilor, specifice pietonilor, în funcţie de vârstă.

Pe lângă responsabilitatea pentru proiectarea amenajărilor de circulaţie şi a spaţiului, care corespunde cel mai bine confortului fluxurilor de pietoni, inginerii de trafic trebuie să fie preocupaţi şi de comportamentul pietonilor, din punctul de vedere al securităţii rutiere. Accidentele care implică pietonii se produc, în special, la traversarea străzii şi conflictul cu fluxul de vehicule. Figura 4.1.17 arată o variaţie mare în acceptarea intervalelor dintre vehiculele pe care le observă în fluxul de traversat.

Figura 4.1.17. Procentul pietonilor care acceptă intervale de o anumită mărime faţă de automobilul care se apropie.

Acceptarea intervalelor depinde de numeroşi factori, dar în principal de viteze (viteza de apropiere a vehiculelor şi viteza estimată a pietonului), de abilitatea de a observa (analiza şi înţelege) fluxul care se apropie, gradul de atenţie şi pregătire.

80

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT 4.1.4.3. Factori de proiectare a transportului public cu autovehicule

Proiectarea transportului public de pasageri cu autovehicule rutiere este influenţată în foarte mare măsură de percepţia pasagerilor privind confortul. Determinarea confortului este o problemă extrem de complexă, iar definirea ei este dificilă. Confortul este afectat de trei categorii de factori:

• factori de situaţie şi sociali; • caracteristicile personale ale indivizilor; • factori de mediu. Factorii sociali care afectează percepţia pasagerilor privind confortul, includ gradul de

aglomerare în staţii şi vehicule, prezenţa altor călători şi familiaritatea cu persoanele de pe scaunele alăturate.

Caracteristicile pasagerilor includ factori psihologici, fizici şi fiziologici ca şi experienţa anterioară în aceste vehicule sau vehicule similare, sex, mărime, predispoziţia la rău de mişcare, sănătatea fizică şi mintală şi altele.

Tabelul 4.1.6: Caracteristicile fizice ale mediului legat de vehicul. Factori dinamici Factori de mediu ambiant Factori de spaţiu

Acceleraţia verticală Acceleraţia laterală Acceleraţia longitudinală Gradul de clătinare (mişcare de ruliu) Gradul de înclinare a autobuzului Gradul de alunecare Zdruncinături şi şocuri Urcări şi coborâri Schimbări ale vitezei

Presiune Temperatură Umiditate Ventilare Fum Mirosuri Calitatea aerului Zgomot

Spaţiu de lucru Lăţimea scaunelor Spaţiul pentru picioare Ajustarea scaunelor Forma scaunelor Soliditatea scaunelor Distanţa parcursă stând în picioare

În timp ce categoriile de factori sociali şi individuali sunt în afara oricărui control al proiectanţilor, factorii de mediu pot fi influenţaţi.

Tabelul 4.1.6 prezintă caracteristicile fizice ale mediului din vehicule care afectează confortul şi pot fi controlate. Importanţa factorilor fizici în perceperea confortului a fost recunoscută pe termen lung. Cercetările au permis dezvoltarea unor modele de confort al calităţii călătoriei pe baza mişcării vehiculelor. De exemplu, calitatea călătoriei cu autobuzele moderne a fost evaluată cu ecuaţia:

vp a33,19i53,033,0C ⋅+⋅+= , (4.18)

unde: C – indicele de confort; ip – gradul de înclinare, grade/secundă; av – acceleraţia verticală, m/s2. Pentru proiectare, astfel de indici sunt insuficienţi. Proiectanţii trebuie să considere şi

rezerva de spaţiu precum şi o mare diversitate de factori de mediu. Spaţiul cerut depinde de timpul petrecut în acel loc. Aglomeraţia, care este acceptabilă

pentru perioade de timp scurte, devine inacceptabilă pe durata călătoriilor lungi. La fel de importantă este şi posibilitatea pasagerilor de a sta aşezaţi, o perioadă lungă pe durata călătoriei. Cerinţele de spaţiu pentru pasagerii aşezaţi şi în picioare sunt prezentate în tabelul 4.1.7.

81

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT Tabelul 4.1.7:Măsurători antropometrice pentru persoane stând în picioare.

Dimensiuni (metri) Pasageri în picioare Comentariu

1 2 3 4 5

Suprafaţa proiectată

(m2)

Torace [0,49] 0,53

[0,26] 0,31 - - - [0,13]

0,16

Torace cu picioare

[0,61] 0,66

[0,29] 0,31 - - - [0,17]

0,21

Braţele orizontal cu vârful degetelor în atingere

0,95 0,45 - - - 0,40

Persoana transportă un pachet

0,53 0,57 0,16 0,41 - 0,30

Persoana transportă un geamantan mic

0,82 0,30 0,67 0,15 - 0,25

Persoana transportă un geamantan mare

0,73 0,31 0,60 0,20 0,53 0,33

Persoana transportă schiuri

0,70 0,30 0,75 - - 0,50

Persoana transportă două geamantane mari

0,93 0,60 0,53 0,20 - 0,56

Cuplu 1,4 0,43 - - - 0,61

Persoana stând lângă un stâlp

0,58 0,905 - - - 0,26

82

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT Tabelul 4.1.8: Măsurători antropometrice pentru persoane aşezate pe scaun.

Dimensiuni (metri) Pasageri aşezaţi pe scaun Comentariu

1 2 3 Suprafaţa

proiectată (m2)

Cererea minimă de spaţiu

[0,40] 0,46

[0,60] 0,66

[0,24] 0,30

Situaţie normală, de confort

0,66 0,82 0,54

Persoană aplecată 0,66 0,62 0,41

Situaţie lipsită de confort 1,08 0,66 0,71

Situaţie de confort 1,34 0,82 - 1,10

Consideraţii de mediu. Pe lângă spaţiu, proiectanţii vehiculelor destinate transportului public în condiţii de tranzit, trebuie să ia în considerare factorii de mediu prezentaţi în tabelul 4.1.8. Valorile corespunzătoare acestor factori, stabilite în urma cercetărilor, sunt prezentate în tabelul 4.1.9.

Tabelul 4.1.9:Limitele condiţiilor de mediu pentru transportul public de pasageri. Factor ambiental Confortabil Neconfortabil Inacceptabil

Temperatură (oC) Umiditate(%) Vibraţii (mm/sec) Zgomot (dBA) Acceleraţii (m/s2) Smucituri (m/s3) Înclinare pardoseală (%)

20 – 22 30 – 70

0,2 < 65

1 0,6

0 – 4

12 - +16 şi 30 – 35 30 – 20 şi 70 – 80

1,2 75 – 85

2 1

5 – 10

< 12 sau > 35 < 20 sau > 80

3 > 85

4 1,5 >10

83

MODULUL 4. FACTORUL UMAN ÎN SISTEMELE AVANSATE DE TRANSPORT

TEST 5

1. Explicaţi modelul om – vehicul - drum. Ce fel de sistem este? 2. Ce reprezintă funcţia de transfer? 3. Care sunt etapele activităţii fizice şi mentale ale conducătorului auto? 4. Care sunt calităţile optice ale conducătorilor auto? 5. Definiţi caracteristicile unei persoane cu vedere normală. 6. Ce înţelegeţi prin vedere centrală şi vedere periferică? 7. Cum influenţează viteza de deplasare mărimea câmpului vizual al conducătorului auto? Reprezentaţi grafic. 8. Care este importanţa timpului de percepţie reacţie în conducerea automobilului? 9. Care sunt cele cinci principii de bază pentru prezentarea sistematică a informaţiei necesare conducătorului auto? 10. Care sunt categoriile de distanţe definite de Hall cu privire la om – pieton sau pasager?

Bibliografie suplimentară: MODULUL 4 PARAGRAFUL 4.5. MODELE DE URMĂRIRE ALE AUTOVEHICULELOR

59